一种土工复合排水材滤膜垂直渗透淤堵折减测试装置及其检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于土工合成材料测试技术领域，可用于土工复合排水材滤膜淤堵折减的 定量测试。
【背景技术】
[0002] 土工复合排水材是以薄型土工织物包裹不同材料制成的不同形状的芯材组合成 一种复合型排水材料，这一材料克服了土工织物沿织物平面方向排水能力小的缺点，可以 沿水平方向芯材的排水通道通畅排水，而外包的土工织物作为滤层以阻止颗粒进入阻塞排 水通道。近几年来，随着土工复合排水材的发展，被广泛运用于软土地基处理、路基纵横向 排水、建筑物地下排水通道、堤坝排水设施等领域。但土工复合排水材在使用过程中，水从 被保护土中流过滤膜，在流动过程中使土颗粒聚集在织物的表面的表面孔口上，堵塞水流 通道进口，或是细颗粒沉积在空隙内部，逐渐减小通道有效的过水面积，降低排水效率。目 前，对于滤膜的淤堵造成的排水效率折减指标并未建立统一的标准，而对于排水效率的折 减定量测试更是鲜有报道，相关实验设备也处于研宄阶段。本发明通过研制新的制样方法 及相关实验设备为土工复合排水材滤膜淤堵折减指标的定量测试提供参考。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为了解决土工复合排水材滤膜淤堵折减指标的定量测试问题，而 提出一种土工复合排水材滤膜垂直渗透淤堵折减测试方法。
[0004] 本发明通过以下技术方案实现：
[0005] 种土工复合排水材滤膜垂直渗透淤堵折减测试装置，其特征在于包括以下装置， 进水装置，荷载装置，排水装置；
[0006] 所述进水装置包括组装式水位管，止水闸，排水管嘴，可滑动固定支座，连接软管， 补水管，所述组装式水位管一端连接补水管，另一端连接连接软管，所述组装式水位管的侧 壁一侧具有多个排水管嘴，该排水管嘴由止水闸控制，另一侧具有可滑动固定支座，该可滑 动固定支座的另一端具有刻度尺；
[0007] 所述荷载装置具有试样槽，试样槽盖，进水口，出水口，外壳，底座，所述进水口，出 水口位于外壳的两侧，该外壳的底部具有底座，所述试样槽垂直插入外壳的内部，该试样槽 的上部具有试样槽盖，所述进水口与连接软管相连；
[0008] 所述排水装置具有集水箱和集水管，所述集水管一端连接出水口，另一端连接集 水箱。
[0009] -种土工复合排水材滤膜垂直渗透淤堵折减测试装置，其特征在于所述试样槽用 于放置试样，该试样为层状结构，自下而上依次为土工复合排水材滤膜，滤膜表层淤泥层和 滤纸，所述试样的厚度为0.Icm的均勾长方形片，试样底面尺寸分为14X10cm，14X8cm， 14X6cm，IOX10cm，10X8cm，10X6cm六种规格。
[0010] 一种土工复合排水材滤膜垂直渗透淤堵折减测试装置，该装置还包括一个试样夹 持器，该试样夹持器包括固定架和固定网，所述试样夹持器为空心结构，上下两侧为固定 网，四周为固定架，内部空间用于放置试样，该空心结构和试样尺寸相匹配，并且能确保土 工复合排水材滤膜以外位置均能隔水。
[0011] 一种土工复合排水材滤膜水平渗透淤堵折减测试装置进行试样测试的方法，其特 征在于包括以下步骤：
[0012] 步骤一，按照权利要求1进行组装测试装置；
[0013] 步骤二，按照权利要求2所述的试样标准，进行制作试样；
[0014] 步骤三，测试，将试样放入夹持器中，并放入试样槽中进行测试，盖上试样槽盖并 用防水漆进行防水处理；将连接荷载装置出水口的软管溢水口高度调整到略高于外壳上端 后开始往组合水位管内装水，缓慢排水并观察内情况，直至装置内气泡排净。渗透系数测 试。根据试验水头高度要求，打开组合式水位管对应止水夹，并持续往组合式水位管加水确 保水位保持不变，并收集荷载装置出水口排出水量及相应时间。根据数据可测得组合试样 渗透系数，根据相关数据可计算淤堵折减系数：
[0015] 垂直渗透采用透水率表示：
【主权项】
1. 一种土工复合排水材滤膜垂直渗透淤堵折减测试装置，其特征在于包括以下装置， 进水装置，荷载装置，排水装置； 所述进水装置包括组装式水位管（11)，止水闸（12)，排水管嘴（13)，可滑动固定支座 (15)，连接软管（17)，补水管（16)，所述组装式水位管（11) 一端连接补水管（16)，另一端连 接连接软管（17)，所述组装式水位管（11)的侧壁一侧具有多个排水管嘴（13)，该排水管嘴 (13)由止水闸（12)控制，另一侧具有可滑动固定支座（15)，该可滑动固定支座（15)的另 一端具有刻度尺（14); 所述荷载装置具有试样槽（6)，试样槽盖（5)，进水口（7)，出水口（8)，外壳（9)，底座 (10)，所述进水口（7)，出水口（8)位于外壳（9)的两侧，该外壳（9)的底部具有底座（10)， 所述试样槽（6)垂直插入外壳（9)的内部，该试样槽（6)的上部具有试样槽盖（5)，所述进 水口⑵与连接软管（17)相连； 所述排水装置具有集水箱（18)和集水管（19)，所述集水管（19) 一端连接出水口（8)， 另一端连接集水箱（18)。
2. 如权利要求1所述的一种土工复合排水材滤膜垂直渗透淤堵折减测试装置，其特征 在于所述试样槽（6)用于放置试样，该试样为层状结构，自下而上依次为土工复合排水材 滤膜（1)，滤膜表层淤泥层（1-1)和滤纸（2)，土工复合排水材滤膜（1)的厚度为0. lcm，所 述试样的厚度为〇· Icm的均勾长方形片，试样底面尺寸分为14X 10cm，14X8cm，14X6cm， 10 X 10cm，10 X 8cm，10 X 6cm 六种规格。
3. 如权利要求2所述的一种土工复合排水材滤膜垂直渗透淤堵折减测试装置，其特征 在于该装置还包括一个试样夹持器，该试样夹持器包括固定架（3)和固定网（4)，所述试样 夹持器为空心结构，上下两侧为固定网（4)，四周为固定架（3)，内部空间用于放置试样，该 空心结构和试样尺寸相匹配，并且能确保土工复合排水材滤膜（1)以外位置均能隔水。
4. 一种采用如权利要求1-3所述的一种土工复合排水材滤膜水平渗透淤堵折减测试 装置进行试样测试的方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤一，按照权利要求1进行组装测试装置； 步骤二，按照权利要求2所述的试样标准，进行制作试样； 步骤三，测试，将试样放入夹持器中，并放入试样槽(6)中进行测试，盖上试样槽盖（5) 并用防水漆进行防水处理；将连接荷载装置出水口的软管溢水口高度调整到略高于外壳上 端后开始往组合水位管内装水，缓慢排水并观察内情况，直至装置内气泡排净，（2)渗透系 数测试，根据试验水头高度要求，打开组合式水位管对应止水夹，并持续往组合式水位管加 水确保水位保持不变，并收集荷载装置出水口排出水量及相应时间，根据数据测得组合试 样渗透系数，根据相关数据计算淤堵折减系数： 垂直渗透采用透水率表示：
式中：Φ-透水率（cm/s); t一测试时间（s); W-流量（cm3); A一试样面积（cm); 滤膜淤堵折减系数计算式为：
式中：Φ-淤堵折减系数； t一使用过滤膜试样透水率（cm/s); ^一未使用过滤膜试样透水率（cm/s)。
【专利摘要】本发明属于土工合成材料测试技术领域，涉及一种土工复合排水材滤膜垂直渗透淤堵折减测试方法。该方法过程中，滤膜试样制作是指将使用后产生淤堵的土工复合排水材从土层中取出后，按照既定的制样方法制成包含滤膜表层淤积粘土的试样。并通过研制的垂直渗透系数测试装置(该装置可测试不同水力梯度及不同侧压力系数条件下的滤膜垂直渗透系数)将上述试样与未使用过的滤膜试样进行对比试验，可得出滤膜淤堵折减指标。本发明首次提出了土工复合排水材滤膜淤堵折减定量测试的方法及相应装置，具有装置简单、操作简单易行、测量精度高的优点，可用于土工复合材料垂直渗透系数的测试。
【IPC分类】G01N1-28, G01N15-08
【公开号】CN104655543
【申请号】CN201510043092
【发明人】欧孝夺, 吴光航, 李结全, 侯福昌, 潘鑫, 苏建
【申请人】广西大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月28日